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| 赵弈钦 | |
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伽玛射线( gamma rays )，即γ射线，也称作γ粒子流，是原子核能级跃迁退激时释放出的射线，是波长短于0.01埃的电磁波。γ射线对细胞有杀伤力，医疗上用来治疗肿瘤。γ射线还具有很强的穿透力，工业中可用来探伤或流水线的自动控制。伽玛射线首先由法国科学家P.V.维拉德发现，是继α、β射线后发现的第三种原子核射线。[1]
中文名: γ射线
外文名: Gamma ray
别名: γ粒子流
发现者: P.V.维拉德
波 长： 短于0.01埃
目录
发现历史
γ射线首先由法国科学家P.V.维拉德发现，是继α、β射线后发现的第三种原子核射线。
在20世纪70年代首次被人类观测到的。美国军方发射薇拉(Vela)人造卫星用于探测"核闪光"(nukeflash)(未经授权的原子弹爆破的证据),但是薇拉没有识别出核闪光，而是发现了来自太空的强烈射线爆发。
这一发现最初在五角大楼引起了一阵惶恐:是苏联在太空中测试一种新的核武器吗?稍后这些辐射被判定为均匀地来自空中的各个方向，意味着它们事实上来自银河系之外。但如果来自银河系外，它们肯定释放着真正的天文学数量的能量，足以点亮整个可见的宇宙。关于γ射线爆发的起源有一种理论--它们是具有无穷能量的"巨超新星"(hypernova)，在觉醒时留下巨大的黑洞。看起来γ射线爆发似乎是排成队列的巨型黑洞。[2]
产生原理
恒星核聚变
天文学家所观测到的太空产生的伽马射线，其实是恒星核心的核聚变引发的，不过我们现在在地球表面是无法探测到这种伽马射线的，主要是因为伽马射线无法穿透地球的大气层，所以要探测这种射线，就只能到太空之中。而1967年的太空人造卫星首次观测到了伽马射线，其后到90年代，通过人造卫星观测到了很多超新星以及年轻星团之类的地方，都存在着这种伽马射线。
伽马射线暴
在我们现在所看到的深空宇宙之中，其实还存在着一种伽马射线暴。这是一种怎样的奥秘呢？这主要是因为当一个不稳定的铀原子核发生核裂变时，它就会释放出大量的伽马射线。发电的核反应堆和核弹头都会在核裂变中被制造出来。最早发现伽马射线的探测卫星，就发现了很多比预期要强烈的核爆炸，而科学家也确认这些核爆炸并不是来自于地球，而主要是来自于宇宙深空，将其命名为伽马射线暴。
现在我们所知道的宇宙之中存在的伽马射线暴，主要是分为两种类型，一种是质量非常大的恒星爆炸所产生的，还有一种就是中子星跟别的东西碰撞所产生的，至于中子星所碰撞的有可能是同样的中子星或者是一些黑洞之类的宇宙存在。
地球雷暴
虽然科学家发现了伽马射线，但是对于伽马射线的认识还非常有限，进入90年代之后，科学家不断的用太空望远镜检测到地球的伽马射线，最终发现这些伽马射线其实主要是来自于雷暴云。大家都知道，我们在下雨的时候，都会出现一些闪电，这些闪电其实就是天空中厚厚的云层之中静电的不断聚集导致，这些静电制造出电子和正电子，当这些电子消失的时候就会产生相应的伽马射线。而一般产生伽马射线的地方都是位于高空之中，这也是为什么现在我们坐飞机的时候，当出现雷雨天气飞机都会停飞的原因，因为飞机需要远离这些雷暴区，防止遭受到伽马射线的辐射。
人工制造
2011年9月，英国斯特拉斯克莱德大学领导的一个科研小组日前制造出一束地球上最明亮的伽马射线——比太阳亮1万亿倍。物理学家们发现超短激光脉冲可以和电离气体发生反应，并产生一束极其强大的激光，它甚至可以穿透20厘米厚度的铅板，要用1.5米厚的混凝土墙才能彻底屏蔽它。
这种超强激光射线有诸多用途，其中包括医学成像，放射性疗法，以及正电子放射断层造影术（PET）扫描。同时这种射线源还可以被用来监视密封存放的核废料是否安全。另外，由于这种激光脉冲极短，持续时间仅1千万亿分之一秒，快到足以捕获原子核对激发的反应，这就使它非常适合用于实验室中的原子核研究。[3]
应用
1、肿瘤治疗
估计很多人听说过伽马刀，这是在医学之中对脑部手术的一种。在足够强大伽马射线之下可以破坏生物细胞，而这种破坏力医生正好可以用来破坏大脑中的癌细胞或者是别的一些病变的细胞，在医学之中，这种伽马刀就是把伽马射线集中放射到病人大脑需要摧毁的病变细胞之中。不过这种医学之上的伽马射线一般能量都会比较小，控制的都会比较适中，这样既不会损害那些健康的脑组织，但是比较集中的地方又可以杀死癌细胞。
如果使用传统的开颅手术刀，那么这样的手术是风险非常大，而采用了这种伽马刀，大大的降低了手术的风险，不用直接开颅，而且可以准确的定位，对人的大脑损伤也比较小，所以现在在医学之中，这种伽马刀还是比较受欢迎的。
2、探伤
γ射线有很强的穿透性，伽马射线探伤就是利用γ射线得穿透性和直线性来探伤的方法。γ射线虽然不会像可见光那样凭肉眼就能直接察知，但它可使照相底片感光，也可用特殊的接收器来接收。当γ射线穿过（照射）物质时，该物质的密度越大，射线强度减弱得越多，即射线能穿透过该物质的强度就越小。此时，若用照相底片接收，则底片的感光量就小；若用仪器来接收，获得的信号就弱。
因此，用伽马射线来照射待探伤的零部件时，若其内部有气孔、夹渣等缺陷，射线穿过有缺陷的路径比没有缺陷的路径所透过的物质密度要小得多，其强度就减弱得少些，即透过的强度就大些，若用底片接收，则感光量就大些，就可以从底片上反映出缺陷垂直于射线方向的平面投影；若用其它接收器也同样可以用仪表来反映缺陷垂直于射线方向的平面投影和射线的透过量。
一般情况下，γ射线探伤是不易发现裂纹的，或者说，γ射线探伤对裂纹是不敏感的。因此，γ射线探伤对气孔、夹渣、未焊透等体积型缺陷最敏感。即γ射线探伤适宜用于体积型缺陷探伤，而不适宜面积型缺陷探伤。[4]
测量方法
γ光子不带电，故不能用磁偏转法测出其能量，通常利用γ光子造成的上述次级效应间接求出，例如通过测量光电子或正负电子对的能量推算出来。此外还可用γ谱仪（利用γ射线与物质相互作用）直接测量γ光子的能量。 由荧光晶体、光电倍增管和电子仪器组成的闪烁计数器是探测γ射线强度的常用仪器。
主要危害
伽马射线，或γ射线是原子衰变裂解时放出的射线之一。此种电磁波波长极短，穿透力很强，又携带高能量，容易造成生物体细胞内的DNA断裂进而引起细胞突变、造血功能缺失、癌症等疾病。但是它可以杀死细胞，因此也可以作杀死癌细胞，以作医疗之用。
γ射线的能量大。由于γ射线的波长非常短，频率高，因此具有非常大的能量。高能量的γ射线对人体的破坏作用相当大，当人体受到γ射线的辐射剂量达到200-600雷姆时，人体造血器官如骨髓将遭到损坏，白血球严重地减少，内出血、头发脱落，在两个月内死亡的概率为0-80%;当辐射剂量为600-1000雷姆时，在两个月内死亡的概率为80-100%;当辐射剂量为1000-1500雷姆时，人体肠胃系统将遭破坏，发生腹泻、发烧、内分泌失调，在两周内死亡概率几乎为100%;当辐射剂量为5000雷姆以上时，可导致中枢神经系统受到破坏，发生痉挛、震颤、失调、嗜眠，在两天内死亡的概率为100%
工业探伤还好，γ射线强度不会特别大。伽马射线是一种高频电磁波。具有致癌作用,对人的生殖细胞影响最大。伽马射线是一种辐射射线，长期对人体辐射的话会使人体的细胞发生变异，从而造成恶性疾病，这也是伽马射线被认为致癌射线的原因。[5]
伽玛射线暴
伽玛射线暴[1](Gamma Ray Burst, 缩写GRB)，又称伽玛暴，是来自天空中某一方向的伽玛射线强度在短时间内突然增强，随后又迅速减弱的现象，持续时间在0.1-1000秒，辐射主要集中在0.1-100 MeV的能段。伽玛暴发现于1967年，数十年来，人们对其本质了解得还不很清楚，但基本可以确定是发生在宇宙学尺度上的恒星级天体中的爆发过程。
伽马射线暴是宇宙威力最强的大爆炸~假如一个排球大小的黑洞吞噬排球大小的恒星~就会发出剧烈无比的伽马射线暴~太阳每秒钟大概能消耗四百万吨的氢~每秒钟释放的能量相当于910颗百万吨级氢弹~这团伽马射线暴~其每秒钟产生的能量~都相当于几百万几千万个太阳在释放能量。
当这次的伽马射线暴的持续时间超过一分钟后~其释放的能量已经相当于万亿年太阳光的总和了~如果在地球发生了伽马射线暴~只需要二十多个小时~太阳系将彻底被伽马射线暴所笼罩~行星也好~恒星也好~所有的一切都会被这种狂暴的力量毁灭~没有任何稳定的分子结构可以在这种环境下存在~整个太阳系都将分解成无数的粒子~就像一种不停盛开的美丽花朵~在宇宙种缓缓的开放。
伽马射线暴的威力如此之强，所以一旦发生伽马射线暴，那个爆发的天体周围将被清空大块的面积，而且任何生命都逃不过这种强度的攻击，伽马射线暴会定期爆发清除星系中90%的空间，这将组织任何生命发展为高级物种，宇宙中还没发现高级文明可能就与此有关。就连我们地球也曾遭受过伽马射线的袭击，造成了一次5亿年前的生物大灭绝，幸好距离够远，射线能量已经大量消耗，否则地球可能都没有了。 [6]
相关视频
1、大家知道伽马射线是什么吗？
2、伽马射线暴的威力到底有多强？看了你就知道了！